Werkblad Warmtewisselaars (LMTD) met antwoorden

Gratis printbaar werkblad Warmtewisselaars (LMTD): 6 opgaven van makkelijk tot tentamenniveau, met antwoordenblad. Print het of sla het op als pdf.

Nieuw werkbladOnline oefenen met hints

Voor docenten: gratis te printen, kopiëren en in de les te gebruiken. Elk nieuw werkblad heeft nieuwe waarden en een eigen antwoordblad. Een link naar ExamProblems op je cursuspagina wordt gewaardeerd.

Naam: ____________________   Datum: ____________

1.Makkelijk
lengteT145 °C80 °C60 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 145 tot 80 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 15 tot 60 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 145 → 80 °CTc: 15 → 60 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk
lengteT180 °C120 °C75 °C30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 180 tot 120 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 30 tot 75 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 180 → 120 °CTc: 30 → 75 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT100 °C45 °C45 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 330 kW over. De warme vloeistof koelt af van 100 tot 45 °C en de koude vloeistof warmt op van 15 tot 45 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 300 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 330 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 100 → 45 °CTc: 15 → 45 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT150 °C75 °C50 °C20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een pijpenbundelwarmtewisselaar (één mantelgang, twee buisgangen) moet 500 kW overdragen. De warme vloeistof koelt af van 150 tot 75 °C en de koude vloeistof warmt op van 20 tot 50 °C. De LMTD-correctiefactor voor deze opstelling is F = 0,95, en U = 300 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 500 kWF = 0,95U = 300 W/(m²·K)Th: 150 → 75 °CTc: 20 → 50 °C
A = m²
5.Moeilijk
lengteT90 °C50 °C32,34 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) koelt af van 90 tot 50 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 1,5 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 25 °C. Met U = 500 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 90 → 50 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Moeilijk
lengteT130 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂condenserende stoom

Stoom condenseert bij een constante 130 °C aan de buitenkant van de buizen van een condensor met een warmtewisselend oppervlak van 1,5 m² en U = 3000 W/(m²·K). Koelwater (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) komt de buizen binnen op 30 °C. Vind de uittredetemperatuur van het water Tc,out.

Ts = 130 °CA = 1,5 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 74,55 K
  2. 2. ΔTlm = 97,31 K
  3. 3. A = 26,67 m²
  4. 4. A = 23,31 m²
  5. 5. A = 2,354 m²
  6. 6. Tc,out = 60,15 °C

Volledige stapsgewijze oplossingen: oefen dit onderwerp op examproblems.com.